Cinemática de una partícula

 
Universidad de Guadalajara 
 
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías 
 
 
 
 
 
 

MANEJO DEL PROGRAMA EXCEL 
 Y 
 DATA STUDIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 de octubre del 2014 
 
 
 
Alcántara Nagamatsu Natsumi Itzel 
Barragán Ornelas María Fernanda 
Bernal Montaño Ricardo Alejandro 

 
 
 
 
 

INTRODUCCION 
 Para  entender  cómo  funcionan  las  rampas  nos  vamos  a  centrar en las  que tienen 
siempre la  misma  inclinación: los planos inclinados. El primero que, al parecer, estudió en 
serio la  física  del movimiento en un plano inclinado fue Galileo Galilei. En realidad, Galileo 
estaba  interesado en el  movimiento de caída de los  cuerpos. Pero sabía que los tiempos 
de  caída  que  tenía que  medir  eran  demasiado  pequeños  para el  sistema  de medida  de 
que disponía, (la realización precisa de estos  experimentos sólo fue posible desde que se 
inventaron  los  sistemas  de  medida  electrónicos).  Para   solucionar  su  problema  se  le 
ocurrió  “ralentizar”  la  caída  utilizando  un  plano   inclinado  sobre  un  plano  horizontal,  en 
ausencia  de  otras  fuerzas, un  cuerpo  que  se  mueva  mantendrá  siempre  la   misma 
velocidad.  Pero si  se  inclina el  plano, la  velocidad irá aumentando  con el tiempo y lo hará 
en mayor  medida cuanto mayor sea la inclinación, hasta que sea completamente vertical y 
coincida  con   la  caída  libre.  Galileo  realizó  numerosas  medidas  del tiempo de  descenso 
de  pequeñas  bolas  por  planos  con  distintos ángulos  de  inclinación.  Para  esta  medida 
utilizó  relojes  de  agua: el  peso  del  agua  que se recoge  en  un  recipiente  durante la  caída 
es  proporcional  al  tiempo  transcurrido.  De sus experimentos concluyó que el  movimiento 
de  caída  es  uniformemente  acelerado,  es  decir,  que  la  velocidad  es  cada  vez  mayor 
(aumenta linealmente  con  el tiempo)  y en tiempos iguales se  recorren  espacios cada vez 
mayores. 
 
A diferencia de Galileo, hoy se dispone de un sistema de detección del movimiento 
y  un  programa  de  adquisición  de  datos  que  nos  permitirán  conocer  y  representar  su 
posición y velocidad  en  cada instante.  Hay una forma muy interesante de  enfocar también 
este  estudio:  disminuyendo  el  ángulo   de  inclinación  del  plano  inclinado  se  reduce  la 
aceleración del cuerpo que desciende sobre él.  
 
MAGNITUDES QUE PODEMOS MEDIR Y DISPOSITIVO EXPERIMENTAL 
 
Dispones de  un  carril  por  el que  puede desplazarse  un carrito de metal. Este carril 
se  puede  inclinar  para  cualquier  ángulo.  Sobre  el  riel  existen  pequeños  orificios  por  los 
cuales, sale  aire a cierta presión  para  disminuir la fricción  de  contacto.  En un extremo de 
la  vía  tienes  un  detector  conectado  a  un  ordenador,  con  el  que  medirás  posición  en 
función  del  tiempo  x(t).   Este  detector  está  basado  en  el  principio  del  SONAR  (Sound 

Navigation  and  Raging),  similar  al  que  permite  a  los murciélagos  la determinación  de la 
posición  de   obstáculos  y  presas.  Este  programa también  obtiene  la  velocidad  frente  al 
tiempo v(t) por cálculo numérico y la aceleración. 
 

 
 

1.­  Movimiento  sobre  el  plano  horizontal: Aristóteles creía  que para que un  cuerpo 
mantuviera  su  movimiento,  había  que  aplicar  constantemente  una fuerza. El efecto  de  las 
fuerzas  de  rozamiento  sobre  los  cuerpos  en  movimiento  le  llevó  a  esta  conclusión  equivocada.  En nuestra  primera  experiencia  de  observación, podrás verificar que esto no 
es cierto  y que se cumple el principio de inercia de Galileo. Coloca el carrito sobre el riel y 
empújalo  ligeramente  para  que  deslice.   Observarás  que  se  para  inmediatamente.  Para 
que continúe  su movimiento tienes que empujarlo constantemente con la mano. Inténtalo, y 
observa  la ...